[发明专利]一种结构性生物质基硅炭管材材料的制备方法

权利要求书

1.一种结构性生物质基硅炭管材材料的制备方法，包括硅碳材料，其特征在于：所述硅碳材料结碳工艺流程为：所述硅炭材料生产的工艺流程为：高温提纯、研磨烘干、分选、活化、酯化反应、表面润滑与干燥、冷却分选，所述硅碳材料结碳工艺流程为：

步骤1、在100度--180度的第一级升温中处理稻壳表面游离水和壳内结晶水；

步骤2、在180度--350度的第二级升温中处理稻壳表面微尘和析出杂余物；

步骤3、在350度--500度的第三级升温中处理稻壳结碳形成二氧化硅和活性炭；

步骤4、在500度--650度的第四级升温中处理稻壳结碳后硅和炭在气化炉中结构性形成。

2.如权利要求1所述的一种结构性生物质基硅炭管材材料的制备方法，其特征在于：所述硅碳材料属于生物质基纳微米结构性功能环保材料，完全符合国家卫生指标，碳硅材料已通过SGS，ROHS和SVHC检测，由于硅碳材料达到纳微米级想要充分的分散在HDPE里必须通过表面处理修饰，才能和HDPE充分的相容，形成分散相在HDPE里，提高管材的密实度，达到管材整体抗压能力，同时硅碳材料的纳微米微孔结构属性，管材在冲击和共振的情况下可以有相互的调节，充分展现管材良好的回弹性，硅碳材料特殊的硅碳元素排列，突显材料的金属般刚性特征，更有效的提高管材的环刚度和拉伸强度，较强的密实度在管材对接焊接时有着更强的牢固性。

3.如权利要求1所述的一种结构性生物质基硅炭管材材料的制备方法，其特征在于：所述硅碳材料经过高温形成的主要成分是C和SI，通过气化炉的反应通过单一晶体对比形成中空二氧化硅和微孔纤维状炭晶体，两种晶体产生具有独特的层链状结构特征，在其结构中存在晶格置换，因而，硅碳材料具有独特的分散、耐高温、抗盐碱等良好的胶体性质和较高的吸附能力和一定的可塑性及粘结力，且介于链状结构和层状结构之间的中间结构，这一独特结构使其成为天然的一维棒状材料，因而表现出各种优异的物理化学性质，如吸附性、韧性和耐磨性及抗老化性等等，为化学改性和材料复合创造了条件。

4.如权利要求1所述的一种结构性生物质基硅炭管材材料的制备方法，其特征在于：所述硅碳材料通过高温热活化、化学处理等反应对纤维表面进行有机改性，再利用双螺杆剪切和加工助剂使硅碳以结构性形式分散在高分子聚合物体系中制得功能性管材专用材料，使其保持独特的纤维状结构，特殊的硅碳排列顺序体现材料优异的刚性，微孔状纤维结构在管材中体现出完美的高弹性，同时硅碳材料是全生物基结构性材料，在食品卫生性能更是完善的突出价值。

5.如权利要求1所述的一种结构性生物质基硅炭管材材料的制备方法，其特征在于：所述硅碳材料在和高分子聚合物共混时通过反应型双螺杆加工，在加工过程中硅碳材料表面的修饰活性基和聚合物的分子链产生相互交链的现象，使材料在聚合物中得到更好的塑化效果，同时凹凸颗粒在双螺杆剪切力的作用下，将颗粒变成更细小的短纤维状，这种短纤维状在浮力作用下形成相互交错的形状，结构如同“#”状的排列，从而得到更佳的增韧效果。“#”状纤维的排列作为分子聚合物的分散相，这样在双螺杆设备经过压力的挤出形成高韧性工作切断的复合系，因此，在与高聚物共混过程中体现出了功能性的增强增韧作用。

6.如权利要求1所述的一种结构性生物质基硅炭管材材料的制备方法，其特征在于：所述硅炭材料在PE体系中疏松堆砌，形成以硅炭填充堆砌体为核、PE为壳的分散岛相，核-壳结构特征相包容粒子对基体具有良好的增韧和增强效果，借助酯化反应对硅炭材料进行有机改性，并突破性的使用高分子材料将吸附性大的纤维孔道进行填充，使孔道具有弹性，纤维的韧性得到大幅提升，硅炭材料表面由完全亲水性变为适度亲油性，具备了无机和有机的双重性质，根本上解决了硅炭材料在高聚物基体中分散不均的问题，与高分子聚合物共混时体现了更好的相溶性，更利于挤出造粒生产工艺。